聚乙二醇双水相萃取光度法测定铬(Ⅵ)

第29卷第6期分析试验宰Vol.29.No.62010年6月Chinese Joural of Analysis Laboratory2010-6聚乙二醇双水相萃取光度法测定铬(VI )张星刚，肖新峰*，张强(山东科技大学化学与环境工程学院，青岛266510)摘要: 通过研究二苯碳酰二肼(DPC)-铬(M)配合物在聚乙二醇(PEG)2000-NaSO,双水相中的显色和萃取分离条件,建立了集萃取分离和测定Cf*于一身的双水相萃取光度分析方法。对双水相体系中PEC溶液、Na2SO,和二苯碳酰二肼的用量以及溶液酸度进行了优化,探讨了共存离子对Cf&*萃取测定的影响。实验表明,在0.16 mol/L的HyPO,溶液中，二苯碳酰二肼与Cr2+形成的配合物被萃取到PEG相，最大吸收波长为545 nm,表观摩尔吸光系数为4.3 x10t L'mol-'.cm-'。CP*的质量浓度在0.05~ 13.0 ug/mL的范围内符合比尔定律,最低检出限为0.029 pg/mL, 5 pg/mL标准溶液的相对标准偏差为1.3%。本方法用于测定含铬工业废水中的Cr*+,结果与原子吸收光谱法测定值相符,不同水平的回收率为96.7%~99.8%。关键词:聚乙二醇;双水相萃取;分光光度法;二苯碳酰二肼; Gr*中圈分类号: 0657.3文献标识码: A文章编号: 100-0720(2010)06-105-03铬在水中以三价和六价形式存在,六价铬的析通用仪器公司); TAS-986F型原子吸收分光光度毒性是三价铬的100 倍,对皮肤有刺激性,能使皮计(北京普析通用仪器公司)。肤溃烂,有害质量浓度为5~ 170 mg/L,已被确认二苯碳酰二肼溶液: 2 g/L称取二苯碳酰二肼为致癌物质。水中铬的常用测定方法有分光光度0.2000g,溶于50mL丙酮中并加水稀释至.法"、原子吸收光谱法2)、催化动力学法),国外100 mL,摇匀; 1000 r/mL Cf*+标准溶液: K,Cx20 .和我国的标准分析方法均采用二苯碳酰二肼分光预先经120C烘2h,置于干燥器中，称取光度法直接测定水中铬(V),该方法操作简单, .1.4144 g,用水溶解并稀释至1000 mL并摇匀,用抗干扰性强,测定范围大。高聚物双水相体系(ATPPS)是近年发现的一.时稀释制得10 pg/mL的标准溶液; 300 g/L聚乙二种可用于萃取分离物质的新体系，与传统有机溶醇(PEG) 2000溶液; 4 molL H,PO,溶液:移取剂萃取体系比较，具有安全无毒、操作简便、分析46.12mL 85%的HyP04 溶液，用水稀释至速度快等优点中。现已用于萃取分离和测定金属100 mL。试剂均为分析纯,实验用水为超纯水。离子(5-7]。本文研究了聚乙二醇和硫酸钠水溶液1.2 实验方法形成的双水相体系，并依此建立了测定Cr4+ 的双在10 mL比色管中,依次加入10 ug/mL的CfP+标准溶液0.5 mL, H,P0, 溶液0.4 mL,二苯碳水相萃取光度分析方法。1实验部分酰二肼溶液0.5 mL, PEG溶液5 mL,加水定容至1.1 仪器与试剂10 mL,再加入固体Na,SO, 1.2 go振荡2~3 min;TU-1810SPC型紫外可见分光光度计(北京普静置。待两相分层清晰后,取PEG相萃取液。转移中国煤化工收稿日期: 2009-1002;修订日期: 2009-12-01MYHCNMHG基金项目:青岛市科技计划项目(08-2-16-sh-3)资助作者简介:张星刚(1984-),男，硕士研究生; E-mail: xingang84 @ 163. com- 105-第29卷第6期.分析试验室Vol.29.No.62010年6月Chinese Joumal of Analysis I aboratory2010-6人1 cm比色皿中,以试剂空白为参比,在545 nm的吸光度不稳定,并且当用量大于1.3 mL时,体处测定二苯碳酰二肼铬( VI)配合物的吸光度。系不能分相。故HPO4用量选择0.4 mL。2结果与讨论2.4 Na,SO。用量2.1配合 物的吸收光谱在0.8~1.4 g的范围内改变Na,SO,用量。结在同样的酸度条件下测定水相中配合物的吸果表明: Na2SO, 用量低于0.85 g时,体系不分相光度,并按实验方法测定PEG相中二苯碳酰二肼~或分相很慢，且萃取不完全;在0.9~1.2 g之间Cr( VI )配合物的吸光度,得吸收光谱如图1。实验时，分相清晰且分相速度快,吸光度较大;但当用表明，由于双水相的萃取浓缩作用，与水相显色量大于1.3 g时, PEG相粘度增加,由于盐效应增相比,吸光度明显增大; PEG相中的配合物的最强，吸光度不稳定，且下层富盐相浑浊。综合考大吸收波长发生微小的红移，变为545 nm,因此虑，Na,SO, 的用量选择1.2 go可以认为配合物的形态没有发生变化，而PEG相2.5 二苯碳酰二肼用量中配合物与PEG之间的作用削弱了配合物分子间考察二苯碳酰二肼的用量在0.1~ 1.0 mlL范化学键的作用，使其吸收峰红移。故测定波长选围内的影响。结果表明:当用量在0.1~0.3 mL之用545 nm。间时，吸光度逐渐增大,而当用量达到0.4 mL之0.6后，吸光度变化平缓。故显色剂的用量选择0.5 mL。区042.6配合物稳定性及组成 ，答0.2在选定的条件下，配合物瞬间显色完全,并可以稳定40 min。选择静置时间为10 min。用等摩50 450 550 650 750尔连续变化法和摩尔比法测定PEC相中配合物的λ/nm组成为铬:二苯碳酰=二肼= 1:2。圈1吸收光谱2.7工作 曲线和方法的灵敏度Fg.1 Absorption spectra配制一系列Cr+标准溶液,在最佳实验条件p(C$+ )= 5.0 ug/mL下，测定PEG中配合物的吸光度。实验结果表明:1-水相显色; 2-双水相萃取显色CP+的质量浓度在0.05 ~ 13.0 rg/mL的范围内符2.2 PEG溶液用量合比尔定律，线性方程为A = 0.1224p (pg/mL) +在3.0~ 6.0 mL的范围内改变PEG溶液的用0.0504,相关系数R = 0.9991,表观摩尔吸光系数量，考察双水相的形成及配合物的萃取情况。结exsm=4.3x 10* L.mol-'.cm-'。果表明: PEG溶液的用量过低时，分相不清晰并分别做0.05ug/mL和5pg/mL标准溶液的且分相慢，萃取不完全;当用量为4.0~6.0 mL10次实验。得0.05 rg/mL标准溶液的标准偏差为时,萃取率较高;而增加PEG溶液的用量,由于1.174x 10~'，可根据3 S。/K 算出检出限为PEG相体积变大,吸光度随之减小。故PEG溶液0.029pug/mL;得5rg/mL标准溶液的相对标准偏的用量选择5.0 mL。差为1.3%。2.3酸度的影响2.8 共存离子的影响常用的测定方法中，由于所用H2SO,酸性太按实验方法，在PEG硫酸钠二苯碳酰二肼双强，影响了配合物的稳定性。实验中用HPO4代水相体系中,加入1.0pg Cr*,试验了多种离子替H,SO,和HPO,混酸来调整体系的酸度。的影响，以回收率在95% ~ 105%之内计为不干扰在0.2~1.3 mL的范围内改变H,P0,溶液的测Ra*、F、ClI、中国煤化工用量。结果发现:增加H,PO4溶液的用量,分相时NO33"、Ag*、NH*、间变长和PEC相的体积变大;用量在0.2~0.7 mLPb2:TYHCNMHG2倍的G2*、之间，吸光度较大;用量大于0.8 mL时，配合物Mg*、Zn2*、Ni?*. Cu2*、Fe*、I不影响Gf*的一106-第29卷第6期分析试验室Vol.29.No.62010年6月Chinese Jourmal of Analysis Laboratory2010-6测定结果。定PEG相中含铬水样所形成的配合物的吸光度,2.9水样分析由工作曲线可得水样中Cr&*的浓度。取含铬工业废水，静置2 h,过滤后取滤液并对水样进行6次平行测定和加标回收实验,将酸度调至中性。按实验方法，在选定条件下，测并与原子吸收光谱法相对照,结果见表1。表1水样分析结果Tab.1 Analytical results of samples (n =6)测定值p(pg/mL)加标量测得总值p(pg/mL)回收率/%RSD/%原子吸收.原子吸收名称本方法p/(rg/mL)本方法光谱法.光谱法0. 1000.1850. 18696.68 .99.001.92.6废水I 0.088 0.0870.2000.2840.2898.04100.01.71.31.0001.2351.24100.61.4废水I 0.237 0.2352.0002. 2322.23699.75100.10.971.参考文献,5] Masami Shibukawa, Noriko Nakayama, Tadashige Hayashi[1] CB 7467- 1987水质六价铬的测定e al. Anal Chim Acta, 200, 427: 293[2] 覃祚明，尹周澜，王薇惟.分析试验室，200， 6] Nobutaka Yoshikuni, Takayulki Baba, Natsuki Tsunoda et26(S1): 186al. Talanta, 2005, 66: 40[3] 李侠,柳玉英.分析试验室, 2006, 25(9): 53[7] 邓凡政,张鑫,石影.分析试验室, 2004, 23(8):[4] Piscila G Marzola, Andre M Lopes, Francislene A Hae-ssmann et al. J Chem Tech Biotech, 2008, 83(2): 143Eextraction spectrophotometric determination of chromium ( M) in aqueous polyethylene glycol twophase sys-ZHANG Xing-gang, XIAO Xin-feng* and ZHANG Qiang (College of Chemical and Environmental Engineering,Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266510), FEenxi hiyanshi, 2010, 29(6): 105 ~ 107Abstract: The color and extraction conditions of the complex of diphenyl carbazide (DPC) and Cr ( V) have been in-vestigated in aqueous two phase system formed by polyethylene glycol ( PEG)-2000 and sodium sulfate, and an aque-ous two-phase extraction photometric analysis method of extracting, separating and determining Cf* was established.Amounts of PEG solution, DPC solution, sodium sulfate added and the acidity of the system were optimized. The in-terference efeete of various coexistent ions were studied. The complex of DPC and Cr ( V) formed when the concen-tration of phosphoric acid was 0. 16 mol/L was extracted into the upper PEG rich phase, and the maximum absorptionpeak of the extracted complex in the upper PEG-rich phase was located at 545 nm. The apparent molar absorptivity was4.3x 10* U(mol'. cm). Beer's law was obeyed over the range of 0.05 ~ 13.0 rg/mL for Cr2+ . The minimum limit ofdetection was 0.029 pg/mL, the RSD for the 5 pg/mL standard solution was 1.3% . The analytical results obtained forC$* in industrial waste water were in good agreement with values measured by atormic absorption spectrometry, the dif-ferent levels of recoveries were 96.7% ~ 99.8% .Keywords: Polyethylene glycol; Aqueous two phase extraction; Spectrophotometry; Diphenyl carbazide; Cr2*中国煤化工MHCNMHG-107-